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序列密码算法ShanLooog512设计原理详解

ShanLooog512(闪龙512)为序列密码算法，内部状态为512比特，密钥长度为128或256比特，轮函数为FFFFFFFF，循环轮数为24轮，输出密钥流为512比特的状态。与Salsa20类似，内部状态为4X4的矩阵形式排列，字大小为32比特。

当密钥长度为256比特，密钥K=k0||k1||k2||k3||k4||k5||k6||k7；当密钥长度为128比特，(k4，k5，k6，k7)=(k0，k1，k2，k3) ，密钥K=k0||k1||k2||k3||k4||k5||k6||k7。其中ki(i=0,…,7)为32位字。

（1）初始化阶段

ShanLooog512算法内部状态初始化如下所示：

其中，(k0，...，k7)为256比特的密钥，(v0，v1)为初始IV，(i0，i1)为分组标号，(c0，c1，c2，c3)为固定的常数。如果密钥长度是128比特，则(k4，k5，k6，k7)=(k0，k1，k2，k3)。其中(c0，c1，c2，c3)=(0xccd696e5，0xa8f4e504，0xeb19cf63，0xf708b2cd)或者(c0，c1，c2，c3)=(0xbc42e727，0xe138f70f4，0xc2b3a0d9，0xbd485fdc)。

（2）密钥流产生过程

ShanLooog512为基于ARX(模加、循环移位、异或)混合运算设计的类分组结构流密码算法。其密钥流生成过程如下所示：

轮函数FFFFFFFF如下图所示：

其中GGGGGGGG1如下图所示：

其中GGGGGGGG2如下图所示：

其中Transformation (类似矩阵转置操作)如下图所示：

其中M8X1(矩阵变换操作)如下图所示：

对应的二元矩阵为：

其中M8X2(矩阵变换操作)如下图所示：

对应的二元矩阵为：

综上所述，密钥流(K[0],…,K[15])= ShanLooog512(X0)+X24。